震旦纪—早古生代，华北克拉通（地块）表现为稳定的整体升降运动，受南、北两侧洋盆的影响，早中期形成华北地块及其被动边缘，属于陆表海盆演化阶段。中晚期，整体隆升为陆，遭受长期的风化剥蚀。该阶段盆地的构造沉积演化主要受控于古亚洲动力体系。
华北地块南、北两侧的两大海槽在中寒武世—中奥陶世期间均表现为洋底扩张环境，在此构造背景下，由于岩石圈地幔的均衡作用，使华北陆块成为广阔的陆表海。即当两侧洋盆扩张时，华北古陆块的岩石圈地幔物质向南、北两侧洋盆的扩张脊方向运动，在弥补洋盆因岩石圈拉张造成质量亏损的同时，其本身也出现了质量亏损。在这种情况下，华北古陆块开始下沉接受海侵，利用水体和沉积物的质量去补偿因岩石圈地幔物质向两侧洋盆运移之后造成的质量亏损，从而导致了华北陆表海的形成。此时期，华北陆块南北缘均处于被动大陆边缘环境，在其西侧为贺兰坳拉槽。中奥陶世末，转化为活动大陆边缘环境。晚奥陶世—志留纪，由于两大海槽洋壳的相向俯冲，导致弧后洋盆的封闭和弧-陆碰撞。碰撞效应不仅使包括鄂尔多斯台地及贺兰坳拉槽在内的华北陆块整体隆升、陆表海消失，同时还在华北陆块南北缘形成了加里东褶皱带，并与陆块拼接，使陆块向两侧增生。改变了早古生代的构造和古地理轮廓，并深刻影响着晚古生代地理和构造的发展。由于华北陆块全面抬升，鄂尔多斯地区主体缺失中晚奥陶世、志留纪、泥盆纪和早石炭世的地层，沉积中断长达130～150 Ma。
加里东早中期的鄂尔多斯地区主体是一个被西缘贺兰坳拉槽和南缘秦岭海槽半围限的稳定台地。鄂尔多斯及其邻区总体上为隆坳相间的构造格局，大致可划分为：五原坳陷、乌兰格尔隆起、舍利庙坳陷、绥德-榆林坳陷、吕梁隆起、延安坳陷庆阳-洛阳隆起、平凉-灵宝陆坡和贺兰坳拉槽等8个构造单元。不同时期，其古构造特征有较明显的差异。
寒武纪古构造面貌可以通过寒武系厚度图来反映（图3-4）。寒武纪鄂尔多斯地区呈现西南倾、隆坳相间的构造格局。自北而南、由西向东依次是：布仑庙隆起、盐池-卢沟子坳陷、乌审旗-华池鼻隆带（中央古隆起雏形）、宜川-宁县隆起带、平凉-淳化坳陷带、绥德-宜川坳陷带。
图3-4 鄂尔多斯盆地寒武纪古构造图
（据赵重远，1996修改）
早中奥陶世的古构造面貌与寒武纪相比发生了显著变化，即由总体西南倾、隆坳相间格局演化为西隆东坳、隆坳相间的构造格局。由北而南、自西向东依次为西缘坳陷带、布仑庙-盐池-庆阳-黄陵隆起带、平凉-淳化坳陷带、伊盟古陆、鄂托克旗-乌审旗斜坡、靖边古潜台、绥德-延川坳陷带、黄陵-韩城隆起。其中的布仑庙-盐池-庆阳-黄陵L型隆起带即现今人们所称的中央古隆起，从而也说明中央古隆起开始形成于早奥陶世。